[发明专利]从二维影像建构三维实体模型的方法

说明书

本发明公开一种从二维影像建构三维实体模型的方法，包括以下步骤：取得二维影像；执行灰阶化处理；执行模糊化处理；及执行高度计算处理以建构三维模型。本发明的从二维影像建构三维实体模型的方法可自动转换二维影像为三维模型，即便用户不具备三维模型的建构技能，也可借由本发明轻易建构三维模型。并且，相较于现有技术，本发明所建构的三维模型具有较少的噪声及较为深化的影像特征。

技术领域

本发明与图像处理方法有关，特别有关于转换二维影像为三维模型的方法。

背景技术

三维打印（3D printing）技术是近年来最受瞩目的技术。通过三维打印技术，使用者可自行设计并绘制三维模型（3D model），并使用三维打印机（3D printer）将所绘制的三维模型实体化。借此，制造者（maker）可快速地制造所需的组件或模型的实体物，而不须使用昂贵的传统开模方式来进行制造。由于上述优点，三维打印技术甚至被誉为「第三次工业革命（The Third Industrial Revolution），并掀起了一波自造者运动（Maker Movement）。

然而，建构三维模型需使用特定的绘制软件及技术，使得一般未受过专业训练的使用者较难入手，此问题也成为推广三维打印技术普及化的瓶颈之一。

为解决上述问题，有一种可自动转换二维影像为三维模型的图像处理方法被提出。于现有图像处理方法中，是直接将一使用者所输入的一二维影像（如彩色二维影像）的轮廓转换为多个线条，接着分别计算各该线条所围绕的范围的高度值，并依据该多个线条及该高度值建构对应该二维影像的一三维模型。最后，该使用者可将所建构的该三维模型传送至一三维打印机进行三维打印，以制造对应的一三维实体模型。

更具体而言，该二维影像是由具有不同亮度的多个像素所组成，而该三维模型则是由线条所组成。由于两者的组成元素不同，因此现有图像处理方法是先执行亮度-线条转换处理来将该多个像素转换为该多个线条（即前段所述“将轮廓转换为多个线条”），再执行后续相关处理。

然而，当该二维影像包括大量高频成分（如复杂的背景或复杂的光影变化等细节）时，现有图像处理方法依旧直接将该高频成分转换为该多个线条以建构该三维模型，因此所生成的该三维模型将包括大量且复杂的线条。前述线条经过三维打印而被实体化后，将成为该三维实体模型的噪声（noise），而使该三维实体模型的视觉效果不佳。

接着更详尽说明前段所述的技术问题。该用户可输入该彩色二维影像，并通过现有图像处理方法转换前述该用户所输入的该彩色二维影像为该三维模型，并进行三维打印而制造出该三维实体模型。

通过前述方式所制造出的该三维实体模型包括大量毛边（burr）及缺口（gap），该些毛边及缺口成为该三维实体模型的噪声，而使得该三维实体模型的视觉效果不佳。换句话说，由于前述噪声的干扰，该三维实体模型无法有效呈现该二维影像中的影像特征（如人脸轮廓、五官深度或光影变化）。

现有图像处理方法存在上述问题，而亟待更有效的方案被提出。

发明内容

本发明提供一种从二维影像建构三维实体模型的方法，可转换二维影像为三维模型。

本发明的从二维影像建构三维实体模型的方法包括以下步骤：a)取得一二维影像；b)对该二维影像执行一灰阶化处理；c)对该二维影像执行一模糊化处理；d)依据该二维影像的多个像素的像素值，分别计算各该像素对应的高度值，其中各该像素的像素值与所对应的该高度值成反比；及e)依据该二维影像及该多个高度值建构该三维模型。

进一步地，该步骤a经由因特网接收该二维影像。

进一步地，该从二维影像建构三维实体模型的方法还包括一步骤f)：依据该三维模型产生并回传一三维模型档案。

进一步地，于该步骤c中，该模糊化处理为降分辨率处理、马赛克处理、二值化处理或格状处理。